600MPa级冷轧连续退火双相钢临界区加热温度研究

学显微镜和扫描电镜下观察组织 。 将连退后的钢板按照与原始轧向呈 0°、45°、90°的
方向取样 ,并根据 GB / T 228—2002《金属材料 室温拉 伸试验方法 》制成矩形比例拉伸试样 ,在 SCL130拉伸 机上进行力学性能测试 。从连退后的钢板上取样 ,按 照 GB / T 4156—1984《金属杯突试验方法 》制成杯突试 样 ,并在 BCS250AR万能薄板试验机上测量杯突值 。
[ 5 ] Balloni L , Sp igarelli S, Evangelista E, et al. Hot workability and consti2 tutive equations of ZM21 magnesium alloy[ J ]. Key EngineeringMateri2 als, 2008, 367: 79286.
21本钢浦项冷轧薄板有限责任公司 ,辽宁 本溪 117021)
摘要 :应用光亮连续退火模拟实验机 ,在 300 ℃过时效的工艺条件下 ,通过连续退火实验研究了临界区加热温度对 600 M Pa级冷轧 连续退火双相钢组织和性能的影响 。结果表明 ,临界区加热温度越高 ,第二相组织 (贝氏体和岛状马氏体 )数量越多 ,贝氏体组织越 粗大 ,岛状马氏体数量越少 ;临界加热温度越高 ,试验钢的强度越高 ,伸长率越低 ,屈强比越高 ;在所设定工艺下 ,临界区加热温度为 780 ℃时 ,试验钢的综合力学性能最优 。 关键词 :连续退火 ;双相钢 ;退火温度 ;组织性能 中图分类号 : TG115121; TG15612 文献标识码 : A 文章编号 : 025426051( 2009) 0620076205
[ 8 ] BarnettM R , A twell D L, Beer A G. Grain size in Mg alloys: Recrystalli2 zation and mechanical consequences [ J ]. Materials Science Forum , 2007, 5582559: 4332440.
1 试验材料与方法
111 试验材料 试验采用本钢浦项冷轧薄板有限责任公司提供的
115 mm 厚的连退钢板 ,初始组织为铁素体 +贝氏体 + 少量马氏体 。其化学成分 (质量分数 , % )为 : 0108 C、 0103 Si、1178 M n、01073 P、01004 S、0105 A l,余量为 Fe。 112 连续退火试验方法
[ 9 ] 波尔特诺伊 , 列别杰夫 / /林 裴 , 译. 镁合金手册 (工艺和性质 ) [M ]. 北京 :冶金工业出版社 , 1959.
[ 10 ] 俞汉清 ,陈金德. 金属塑性成形原理 [M ]. 北京 :机械工业出版社 , 1999.
第 6期
韩会全等 : 600 M Pa级冷轧连续退火双相钢临界区加热温度研究
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对于冷轧连退双相钢 ,国内外学者做了不同研究 , 如连退初始阶段组织和织构的演变规律 [ 526 ] ,退火温度 和过时效温度对组织性能的影响 [ 729 ] ,合金成分的影 响 [ 10 ] ,双相钢与 TR IP钢的成型性能对比 [ 11212 ]等 。在 冷轧连退双相钢生产工艺中 ,临界区退火温度是一重 要参数 ,因此本文重点研究了临界退火温度对试验钢 组织和性能的影响 。
试验钢中第二相组织 (贝氏体和马氏体 )是由退 火保温时生成的奥氏体转变而来的 ,故第二相的体积 分数变化反映了不同加热温度下奥氏体化程度的大 小 。试验钢在加热至临界区温度时 ,奥氏体会在原始 铁素体晶界处的碳化物上形核 ,当退火温度较高时 ,如 850 ℃和 880 ℃,碳化物的溶解和扩散都较快 ,奥氏体 长大受体扩散控制 ,不但沿着铁素体晶界长大 ,而且会 向铁素体内部扩展 ,发生部分铁素体向奥氏体转变 ,使 奥氏体化程度增大 。在原始组织中碳化物集中的区 域 ,奥氏体形核长大更容易 ,有可能迅速吞噬周边铁素 体而形成粗大的奥氏体晶粒 ,这是因为奥氏体长大需 要碳原子不断的扩散进入奥氏体中 ,而碳化物集中的 区域 ,高温溶解释放的自由碳原子较多 ,加之高温碳原 子扩散较快 ,扩散至在碳化物集中地区形核的奥氏体 区域的距离也较短 ,所以在这附近形核的奥氏体会得 到碳原子的有力补充而迅速长大 ,温度越高 ,奥氏体长 大的速率越快 。由于高温奥氏体化程度大 ,所以导致 奥氏体内的平均碳含量下降 ,使奥氏体稳定性降低 ,虽 然在缓冷阶段部分取向附生铁素体的生成会使碳继续 向未转变的奥氏体中富集 ,但试验钢本身含碳量较低 , 补充的碳原子不足以影响奥氏体的稳定性 ,在随后的 冷却过程中易相变为贝氏体组织 。临界区加热温度较
图 1 试验钢在 850 ℃时的连退工艺曲线 Fig11 Continuous annealing technology curve
of the tested steel at 850 ℃
113 组织与性能测试 从连退后的钢板上取样 ,制成金相试样 ,用 4%的
硝酸酒精溶液和 Lepera试剂 ( 4%的苦味酸酒精溶液 和 1%的偏重亚硫酸钠水溶液按 1∶1混合 )侵蚀 ,在光
2 试验结果与分析
211 临界区加热温度对试验钢组织的影响 图 2为用 4%的硝酸酒精溶液侵蚀的不同连续退
火工艺下的光学显微组织 。从图 2 中可看出 ,组织多 为多边形铁素体和分布于铁素体晶粒间的第二相组 成 。但硝酸酒精侵蚀的组织 ,无法区分第二相的组成 。 图 3为 Lepera试剂侵蚀的光学显微组织 ,因为 Lepera 试剂侵蚀后 ,铁素体呈灰色 ,岛状马氏体呈亮白色 ,贝 氏体呈黑色 ,所以从图 3 中看出第二相由贝氏体和岛 状分布的马氏体组成 。临界区加热温度越高 ,贝氏体 组织越粗大 ,数量越多 。随临界区加热温度降低 ,岛状 的马氏体数量有所增加 。从图 4的 SEM 照片中 ,可以 进一步看清岛状马氏体的分布情况 ,图中亮白色的为 岛状马氏体 。
双相钢是一种能够满足高强度要求的理想汽车用 钢 , 它是由低碳钢或低碳微合金钢经两相区热处理或
收稿日期 : 2008212225 基金项 目 : 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 (“863 ”计 划 ) 基 金 项 目 ( 2001AA332020) 作者简介 :韩会全 (1981—) ,男 ,黑龙江鹤岗人 ,博士研究生 ,主要从事 汽车 用 双 相 钢 的 开 发 和 研 究 。联 系 电 话 : 024283680570, E2mail: hanhuiquan@ yahoo1com1cn
[ 6 ] Swiostek J, Letzing D , Kainer KU. Hydrostatic extrusion at 100 ℃ and its effect on the grain size and mechanical p roperties of magnesium al2 loys[ J ]. Metal Science and Heat Treatment, 2006, 48 ( 11212 ) : 4992 503.
将钢板切成 300 mm ×600 mm 的矩形试样 ,安装 在光亮连续退火模拟实验机上进行连续退火试验 。具 体试验过程如下 :将试样以 5 ℃ / s加热至临界区温度 并保温 5 m in,而后以 5 ℃ / s缓冷至 710 ℃,再以大于 50 ℃ / s的冷速快冷至 300 ℃并保温 5 m in,最后以约 20 ℃ / s冷至室温 。根据经验公式 [ 13 ] 计算试验钢的 Ac1 = 718 ℃, Ac3 = 898 ℃,M s = 436 ℃,故临界区加热 温度分别设定为 880 ℃、850 ℃、780 ℃、720 ℃。快冷 阶段采用对流换热系数较大的氢气作为冷却介质 。图 1为试验钢临界区加热温度 850 ℃时的连退工艺制 度 ,从图中可看出在高于 200 ℃时 ,实际温度值与设定 值符合良好 。
控轧控冷而得到 ,显微组织主要为铁素体和马氏体 (约占 20% ) 。它具有低的屈服强度 ,连续屈服 ,高的 初始加工硬化速率 ,大的均匀伸长率和总伸长率等性 能特点 [ 122 ] 。现代高强热处理双相钢都是在连续退火 线上生产的 ,连续退火 (简称连退 )生产线具有带钢运 行速度快 ,生产效率高 ,产品品种多样化 ,产品质量高 , 生产成本低等优点 ,因此在双相钢热处理生产中得到 广泛应用 [ 324 ] 。
Study on cr itica l reg ion rehea ting tem pera ture of cold rolled and
con tinuous annea led D P600 steel
HAN Hui2quan1 , HUO Gang2 , CU I Xi2yong1 , L IU Yan2chun1 ,WANG Guo2dong1 , L IU Xiang2hua1 (11The State Key Laboratory of Rolling & Automation, Northeastern University, Shenyang L iaoning 110004, China;
[ 4 ] Bohlen Jan, Letzig D ietmar, Jauber K U. Influence of p rocess parameters on the mechanical p roperties of rolled magnesium ZM212sheets [ J ]. Metals and Materials Society, 2007 ( 5) : 952100.
21Benxi Steel Posco Cold Rolled Co1L td, Benxi L iaoning 117021, China) Abstract: Effect of critical reheating temperature on the m icrostructure and mechanical p roperties of cold rolled and heat treated DP600 steels overaging at 300 ℃ was researched by continuous annealing p rocess which was performed on bright and continuous annealing simulator1The results show that the higher critical reheating temperature, the higher volume fraction of second phase, the lower island2like martensite content and the more massive bainite in the m icrostructure. Strength and yield ratio imp rove while elongation decreases with critical reheating temperature increasing1Tested steels obtain op timal comp rehensive mechanical p roperties when critical reheating temperature reaches 780 ℃ within designing annealing temperature1 Key words: continuous annealing; dual2phase steel; annealing temperature; m icrostructure and p roperty